CN112581051A - 一种基于区块链技术的新型物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链技术的新型物流系统，通过区块链的数据存储模式将用户信息和商品信息等分布式地存储进不同的数据库，然后使用区块链底层加密技术：非对称加密算法对用户信息的明文加密成密文，在此基础上本发明使用无双线性对的无证书签名方案对信息进行签名。通过这些方法的应用与系统中相应环节的运行完成对传统物流系统的改进，能够提高物流环节中用户的信息保密性，保证物流信息的真实性，增加物流系统各个环节的联动性，具有良好的实施性和实效性，本发明涉及物流技术领域。该基于区块链技术的新型物流系统，解决了传统物流系统中物流信息真实虚假性，用户信息容易泄露和体系“孤岛”的问题。

Description

一种基于区块链技术的新型物流系统

技术领域

本发明涉及物流技术领域，具体为一种基于区块链技术的新型物流系统。

背景技术

在当今社会发展越来越快的大形势下，物流在人们的日常生活中的地位越来越重要。平均一个人在两天内就可以接受到一件通过物流发送的商品，中国物流行业的整个行业规模在这近十年来迅速增长。包装、装卸、信息处理、存储、运输配送等互相结合的完整系统构成了传统物流系统，其目的在于提供多方位的，综合的服务给用户。目前，传统物流面临几大问题：首先是信息的真实性，如果相关企业有意隐藏信息使用虚假信息，有关部门不能很好的识别和处理，其次是用户隐私的泄露，过于简单的传输方式导致了用户隐私被大概率地曝光，致使用户的隐私能够被轻易窃取，而后是行业的信息孤岛，各个系统之间交互频繁，导致信息核对困难，信息和数据不对称等。因此，传统物流系统迫切需要改革和更新，解决这些难题从而更好的跟上时代的进步，而区块链技术的成熟无疑为这一问题提供了一种可靠的解决方案。

区块链技术作为比特币的一种底层技术，由中本聪在2008年发表的论文中首次被提出。是一种去中心化的分布式记账技术，因为他的数据存储方式是去中心化的分布式存储，在匿名性和不可篡改性的保证下保证了数据的无法追踪和安全得到广泛深度关注，现在很多在基于区块链技术基础上开发的应用已经被提出。区块链是按照时间顺序将不同数据区块链式链接的特定的数据结构，结合密码学知识以确保分布式账本的不可篡改性和不可伪造性，安全地存储简单数据，并在系统内进行验证。区块链的交易和生成方式是通过时间戳来实现的，这项功能的实现必须通过主体和区块头这两个部分，两者缺一不可，主体的作用是用来对数据信息进行存储，而区块头是用来完成对下一个区块的链接，在一个区块生成的同时对应的时间会被用作标签记录在数据信息上。就物流行业来看，区块链的技术特征就具有很大的研究和实现意义：一是不可篡改性，单一数据块记录的信息是不能被造假和篡改的，并且整个数据状态的更改与单个数据块状态无关，全网节点都进行参与并且都有交易信息的完整备份，这样就能确保所有的信息和数据公开在节点中。二是开放、共识，整个系统中的人员，企业等都可以充当环节，共同维护系统。三是匿名性，有效地保证了整个交易进行时候，信息和物品地传输在传输过程和接收过程中具有较高的保密性，防止失窃或者泄露。四是可追溯性，区块链是通过时间戳进行连接，通过将时间戳加在链上的每个区块上，可以让其实现有序排列，达成信息溯源的目的。并且区块链中的底层密码学技术为整个基于区块链技术的系统和应用提供了更为牢靠的保护。

按照需要服务的对象的不同，区块链可以划分为三大链：公有链，私有链和联盟链。公有链，字面上解释是公共的“链条”，即大家都可以参与，完全去除中心化的一种区块链，在链上的交易和信息任何参与者都可以了解和获取；私有链也是如字面意思所说(私人的)即只对相对应的单独的个人和实体开放的区块链系统，多用于企业内部，信息不公开的区块链；联盟链则是介于公，私链之间，是部分去中心化的区块链，有预先选取的实体共同进行事务和交易的管理。因为物流体系的特殊性：每个不同的物流链条代表一个不同的链，涉及不同个体的隐私信息，最好是只有授权的用户才能访问链上的信息和数据，所以联盟链是最适合处理物流数据的。

无证书公钥密码系统(CL-PKC)是为了克服传统基于公钥密码体制(ID-PKC)中的产生的密钥委托管理问题进行解决而提出的一个新系统。2003年，Al-Riyami造性的提出了新的概念：无证书公钥密码体制。在无证书密码系统中，密钥生成中心(KGC)首先计算出用户的部分私钥，用户将随机选择的秘密值和部分私钥作为自己的私钥并生成对应的公钥。这样产生的私钥就可以归用户自己持有从而有效地避免了在基于身份密码体制中可能存在的密钥托管的问题。因此无证书密码系统既无需使用证书，也解决了传统公钥密码体制总的证书委托管理的问题，其不仅具有传统公钥密码体制的优点还兼有基于身份公钥密码体制的优点。

现有物流系统存在彼此之间联系不紧密，并且在运作时不便保证物流系统中货物的真实性，用户信息的易于泄漏和保密性不好的问题

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于区块链技术的新型物流系统，解决了现有物流系统存在彼此之间联系不紧密，并且在运作时不便保证物流系统中货物的真实性，用户信息的易于泄漏和保密性不好的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于区块链技术的新型物流系统，包括以下步骤：

步骤1)商家进行货物信息的打包，再将收件人的地址信息等进行打包，将打包好的信息存储进数据库中；

步骤2)可信第三方证书中心进行密钥的生成，生成多个公私钥对，具体步骤如下：输入安全参数k，产生两个大素数q，p，且满足q|p-1，G为循环群，P为G中人以一个阶为q的生成元，选择扛碰撞的安全Hash函数

KGC随机选择系统的主密钥

然后计算出系统公钥P_pusb＝sP，将系统主密钥秘密保存，公开系统的参数Params＝{q，p，G，P_pusb，H₁，c，H₃}用户ID_i随机选取秘密值(长期私钥)

计算公开参数X_i＝x_iP；

KGC接收到用户的ID_i和X_i后，随机地选取秘密数

然后计算Y_i＝r_iP和D_i＝r_i+sH₁(ID_i，X_i，Y_i)+H₃(sX_i，将Y_i和D_i一起发送给用户ID_i。在收到公钥对(Y_i，D_i)后，用户先对等式Y_i+P_pusbH₁(ID_i，X_i，Y_i)+pH₃(sX_i)＝D_ip是否成立进行验证来确保接收信息的有效性，然后计算出其部分私钥y_i＝D_i-H₃(x_iP_pusb)。

则用户A的私钥标记为SK_A＝(x_A，y_A)，公钥标记为PK_A＝(X_A，Y_A)，用户B的私钥为SK_B＝(x_B，y_B)，公钥为PK_B＝(X_B，Y_B)。；

步骤3)将公私钥对进行发放，商家A拥有自己的私钥SKA，物流平台拥有商家A和用户B的公钥PKA和PKB，用户B拥有自己的私钥SKB；

步骤4)商家A使用自己的私钥对打包好的信息进行签名，然后将货物进行发送并且将信息进行发送；

步骤5)物流平台接收到商家A发送的信息和货物后，首先使用公钥PKA进行核对，看是否能和私钥SKA签名的信息进行匹配，如果匹配成功则证明信息无误，货物是真实的，然后存储信息的数据库在进行验证后会匹配传输地址，这样物流平台就无法获取用户的任何信息，只能够进行货物的确认和收发；

步骤6)物流平台通过使用公钥PKB对确认好的货物信息进行签名然后将货物和信息进行下一步的传输；

步骤7)当用户接收到货物时，使用自己的私钥SKB对公钥进行确认匹配，确认无误后进行货物的接收确认。

有益效果

本发明提供了一种基于区块链技术的新型物流系统。具备以下有益效果：

该基于区块链技术的新型物流系统，相较于传统地物流模式，基于区块链地物流信息平台模式采用区块链的方式进行运作，同时也达成了去中心化的成效，参与基于区块链技术的运转模式的各个节点都是平等的，各个接单可以平等传输信息，所有节点都以加密区块存储方式，按时间顺序单独记录运转过程的信息，使得用户不再像传统模式一样只能被动地作为接收方，可以参与物流整个过程。

区块链的存储方式是分布式存储，它会在所有参与进程的节点上实现分布式的数据存储，并且完整保存下来，当想要删除或者修改某个节点的数据，就必须将这个节点时间前和时间后所有的节点数据信息进行删改，否则只是修改单个或者少数几个节点的信息是无法对通过其他信息验证的，这样的存储方式可以非常有效的防止不法分子对信息进行篡改，根源上防止或者杜绝虚假的交易，从而有力地保证了信息的真实性。

区块链底层加密技术使用非对称加密，相比较与传统的物流体系以及对称加密，可以更加有效的保护用户的私人信息和商品信息，使得信息泄露地可能极大程度地减少，保障了信息安全。

区块链的去中心化使得物流链上每个部门和个人都能参与进整个物流的过程，解决了信息孤岛的问题，使得数据和信息能够时时共享。

附图说明

图1是基于区块链结束的物流系统流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于区块链技术的新型物流系统，包括以下步骤：

步骤1)商家进行货物信息的打包(包括货物的原产地，原材料等)，再将收件人的地址信息等进行打包，将打包好的信息存储进数据库中；

步骤2)可信第三方证书中心进行密钥的生成，生成多个公私钥对，具体步骤如下：输入安全参数k，产生两个大素数q，p，且满足q|p-1，G为循环群，P为G中人以一个阶为q的生成元，选择扛碰撞的安全Hash函数

KGC随机选择系统的主密钥

然后计算出系统公钥P_pusb＝sP，将系统主密钥秘密保存，公开系统的参数Params＝{q，p，G，P_pusb，H₁，c，H₃}用户ID_i随机选取秘密值(长期私钥)

计算公开参数X_i＝x_iP；

KGC接收到用户的ID_i和X_i后，随机地选取秘密数

然后计算Y_i＝r_iP和D_i＝r_i+sH₁(ID_i，X_i，Y_i)+H₃(sX_i)，将Y_i和D_i一起发送给用户ID_i。在收到公钥对(Y_i，D_i)后，用户先对等式Y_i+P_pusbH₁(ID_i，X_i，Y_i)+pH₃(sX_i)＝D_ip是否成立进行验证来确保接收信息的有效性，然后计算出其部分私钥y_i＝D_i-H₃(x_iP_pusb)。

则用户A的私钥标记为SK_A＝(x_A，y_A)，公钥标记为PK_A＝(X_A，y_A)，用户B的私钥为SK_B＝(x_B，y_B)，公钥为PK_B＝(X_B，Y_B)。；

步骤3)将公私钥对进行发放，商家A拥有自己的私钥SKA，物流平台拥有商家A和用户B的公钥PKA和PKB，用户B拥有自己的私钥SKB；

步骤4)商家A使用自己的私钥对打包好的信息进行签名，然后将货物进行发送并且将信息进行发送；

步骤5)物流平台接收到商家A发送的信息和货物后，首先使用公钥PKA进行核对，看是否能和私钥SKA签名的信息进行匹配，如果匹配成功则证明信息无误，货物是真实的，然后存储信息的数据库在进行验证后会匹配传输地址，这样物流平台就无法获取用户的任何信息，只能够进行货物的确认和收发；

步骤6)物流平台通过使用公钥PKB对确认好的货物信息进行签名然后将货物和信息进行下一步的传输；

步骤7)当用户接收到货物时，使用自己的私钥SKB对公钥进行确认匹配，确认无误后进行货物的接收确认。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于区块链技术的新型物流系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)商家进行货物信息的打包，再将收件人的地址信息等进行打包，将打包好的信息存储进数据库中；

步骤2)可信第三方证书中心进行密钥的生成，生成多个公私钥对，具体步骤如下：输入安全参数k，产生两个大素数q，p，且满足q|p-1，G为循环群，P为G中人以一个阶为q的生成元，选择扛碰撞的安全Hash函数H₁，H₂，H₃，H₁：

H₂：

H₃：

KGC随机选择系统的主密钥

然后计算出系统公钥P_pusb＝sP，将系统主密钥秘密保存，公开系统的参数Params＝{q，p，G，P_pusb，H₁，c，H₃}用户ID_i随机选取秘密值(长期私钥)

计算公开参数X_i＝x_iP；

KGC接收到用户的ID_i和X_i后，随机地选取秘密数

然后计算Y_i＝r_iP和D_i＝r_i+sH₁(ID_i，X_i，Y_i)+H₃(sX_i)，将Y_i和D_i一起发送给用户ID_i。在收到公钥对(Y_i，D_i)后，用户先对等式Y_i+P_pusbH₁(ID_i，X_i，Y_i)+pH₃(sX_i)＝D_ip是否成立进行验证来确保接收信息的有效性，然后计算出其部分私钥y_i＝D_i-H₃(x_iP_pusb)；

则用户A的私钥标记为SK_A＝(x_A，y_A)，公钥标记为PK_A＝(X_A，Y_A)，用户B的私钥为SK_B＝(x_B，y_B)，公钥为PK_B＝(X_B，Y_B)。；

步骤3)将公私钥对进行发放，商家A拥有自己的私钥SKA，物流平台拥有商家A和用户B的公钥PKA和PKB，用户B拥有自己的私钥SKB；

步骤4)商家A使用自己的私钥对打包好的信息进行签名，然后将货物进行发送并且将信息进行发送；

步骤5)物流平台接收到商家A发送的信息和货物后，首先使用公钥PKA进行核对，看是否能和私钥SKA签名的信息进行匹配，如果匹配成功则证明信息无误，货物是真实的，然后存储信息的数据库在进行验证后会匹配传输地址，这样物流平台就无法获取用户的任何信息，只能够进行货物的确认和收发；

步骤6)物流平台通过使用公钥PKB对确认好的货物信息进行签名然后将货物和信息进行下一步的传输；

步骤7)当用户接收到货物时，使用自己的私钥SKB对公钥进行确认匹配，确认无误后进行货物的接收确认。

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